本发明专利技术涉及一种集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能微泡，涉及这类多功能微泡的制备方法及其在肿瘤诊疗方面的用途。集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能微泡的结构示意图如图所示，其膜成份包括用于光动力治疗的含光敏剂功能基团的脂质、用于化疗的双亲性药物共轭体以及常规磷脂，光敏和化疗药物的比例各根据需要进行调控，载药量大大提高。在超声作用下，该多功能微泡可在肿瘤部位实现定点靶向爆破转变为纳米粒子，极大提高药物在肿瘤部位的富集及摄取，有效改善了光动力/化疗联合抑制肿瘤生长的效果。
Preparation and application of a multi-functional microbubbles integrated with ultrasound/fluorescence dual-mode imaging and photodynamic therapy/chemotherapy
【技术实现步骤摘要】
一种集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能微泡的制备方法和应用
本专利技术属于生物医用材料领域，具体涉及一类集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能微泡，以及其在肿瘤诊疗方面的用途。
技术介绍
无创性超声成像因其具有便捷、低价和实时成像等无可比拟的优点已被广泛应用于癌症的早期诊断中。超声微泡造影剂是通过引入与组织不同声学特性的材料如气体来改善成像效果的，其既能高质量显示肿瘤形态学信息也能有效反映其生物学特性，显著提高了诊断的准确率。超声成像接收声信号，相比光学成像，大大增加了成像深度。近红外荧光/超声双模态显像，可以取长补短，提供了一种深浅兼顾的诊断肿瘤的新方法。荧光成像是分子生物学和医学研究极为重要的手段。其中近红外区域(波长600～900nm)生物分子的光吸收最低，而自发荧光最弱，大量的红外光可以穿过组织和皮肤而被检测到。因此，其波长范围被认为是光学成像的“诊断窗”。其独特优势为：①敏感性高；②可通过不同荧光探针的设计实现各种肿瘤的靶向性成像；③可提供实时动态的肿瘤活体成像。但是近红外染料受限于成像深度(不超过1cm)，从而影响了其在显示深部肿瘤中的应用。肿瘤的光治疗(phototherapy)因其治疗成本低、组织创伤小、副作用小及高效性逐渐成为继手术、放疗、化疗后肿瘤治疗的又一有效手段。光动力治疗(photodynamictherapy，PDT)是近年来发展的一种无创治疗手段，已经在临床上得到广泛的应用。PDT是指将光敏剂药物输送到肿瘤细胞，通过特定波长的光照使其产生“高活性”的单线态氧和自由基(ROS)，ROS会将癌细胞的脂质分子、DNA、蛋白等破坏，从而诱导癌细胞发生凋亡等。虽然单纯的PDT和化疗用于肿瘤的治疗已取得了显著的进步，但是能够同时结合化疗和PDT两种治疗方式的纳米材料仍比较少见。如能通过微纳米技术实现化疗和PDT的结合，将有望进一步提高治疗的效果。因此，需要开发新型材料联合光动力和化疗来实现协同抗癌作用。另外，理想的光治疗应在杀伤肿瘤组织的同时尽可能不损伤周围的正常组织，以保证治疗的有效性和安全性。对于光治疗而言，光敏剂剂是光治疗的核心要素，只有在光敏剂存在的部位才能产生光治疗效应而对细胞产生损伤；由于治疗时所用激光能量一般较低，在缺乏光敏剂的情况下单纯的激光辐照对细胞并无杀伤效果。因此光治疗的肿瘤靶向性依赖于光敏剂在靶区域的良好聚集。如何实现光敏剂化疗药物在肿瘤部位的精准聚集是光治疗中面临的一大难题。随着超声微泡制备技术的迅速发展，超声微泡造影剂除可作为优良的超声成像对比增强剂，在肿瘤诊断方面发挥重要作用外，其在肿瘤的治疗方面也具有巨大的应用潜能。在治疗领域，超声微泡可用作药物、基因和纳米材料等其它治疗物质的控制释放载体，达到靶向输送的目的。但是作为药物载体，首先需要克服超声微泡载药量低的问题。基于以上考虑，我们开发出了一类集超声/荧光双模态成像及光光动力治疗/化疗于一体的多功能超声微泡，其特点是将具有光敏剂功能基团的脂质和具有化疗效果的双亲性药物共轭体组装到超声造影剂的膜成分中，在超声引导下可在肿瘤部位定点击破微泡，使其转变为纳米粒子，在超声空化作用下，纳米粒子更多的被肿瘤细胞摄取。随后在荧光成像引导下，在最佳富集时间于肿瘤部位实施光动力联合治疗，达到化疗和光动力治疗的协同治疗效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能超声微泡造影剂以及该类微泡的制备方法。本专利技术的另一目的是提供上述集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能超声微泡造影剂在肿瘤诊疗中的应用。本专利技术所述的集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能超声微泡造影剂的结构如附图1所示。本专利技术中多功能微泡造影剂其特征在于该微泡的壳层是由脂质单分子层构成，其组成同时包括：用于用于光动力治疗的含有光敏功能基团的脂质、用于化疗的双亲性药物共轭体及各类常规磷脂，微泡内包载惰性气体或液体，双亲性药物共轭体和含有光敏剂功能基团的脂质可以和常规磷脂在水溶液中共同自组装形成微泡。其中所述药物共轭体，其特征在于化疗药物选自紫杉醇、喜树碱、五氟脱氧尿苷、阿霉素、异环磷酰胺、长春新碱、长春花碱、依托泊甙、威猛、卡铂、顺铂、丝裂霉素、长春花碱酰胺、表阿毒素、异长春花碱和甲氨蝶呤，其结构一般如下：其中，A代表各种疏水性化疗药物分子，B代表各种亲水性化疗药物分子，X和Y代表各种连接基团，X和Y可以相同，也可以不同；a＝2或3；b＝2或3，a和b可以相同，也可以不同。所述的药物共轭体经溶胶凝胶过程后在水溶液中能自组装形成脂质体。所述的含有光敏剂功能基团的脂质一般指光敏功能基团共价连接到脂质上，其结构一般如下：其中R1，R2＝C6～18烷基；a，b＝2或3；X＝N或O，即光敏剂和脂质的连接方式是酯键或酰胺键；所述的含光敏功能基团的脂质经溶胶凝胶过程后在水溶液中能自组装形成脂质体。光敏功能基团包括血卟啉、原卟啉、四苯基卟啉、焦脱镁叶绿酸(pyropheophorbide)、细菌叶绿素、叶绿素a、苯并卟啉衍生物、四氢苯基二氢卟吩、苯并二氢卟吩、萘并二氢卟吩、酞菁或萘酞菁等。本专利技术所述的一种集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能微泡的制备方法，包括以下步骤：1)将所需磷脂溶解在乙醇中、含有光敏剂功能基团的脂质分别溶解在四氢呋喃中、药物共轭体溶解在＝二甲基亚酚中，按照一定比例将其混合溶解均匀(含有光敏剂功能基团的脂质比例0～30％，药物共轭体比例0～50％)。2)采用乙醇注入法，将混匀的上述体系滴加到40-60℃生理盐水中，水浴超声15-30分钟。3)使用8000～14000KD的透析袋将得到的体系2)在生理盐水中室温下透析2～4h。4)将上述所得体系转移至西林瓶中，然后加入丙二醇、甘油作为稳定剂，混匀。5)往西林瓶中填充惰性内包物质，封口后，使用银汞调和器剧烈震荡45s，分离提纯后得到集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能微泡。在步骤1)中，所述的磷脂包含12～24个碳的碳链长度以及包括磷脂酰胆碱、磷脂酰基乙醇胺、磷脂酸和磷脂酰基甘油，例如1，2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DSPC)、1，2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷脂酰胆碱(DPPC)、1，2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷脂酸(DPPA)、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(DSPE-PEG2000)、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(DSPE-PEG5000)等。步骤5)中所述的惰性内包物质包含空气、氮气、二氧化碳、氟碳烃气体，液体选自C5-C12氟碳烃。本专利技术中集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能微泡，其具有光敏剂功能基团的脂质、双亲性药物共轭体和磷脂共成膜，光敏药物和化疗药物的比例各根据需要进行调控，载药量大大提高；同时，其能够综合荧光和超声两种成像模式，精准定位肿瘤位置；并且在超声作用下实现微泡靶向爆破，增加了光敏剂/化疗药物在肿瘤部位的富集；光动力、化疗联合治疗肿瘤，优于单独的光动力治疗或者化疗的效果，有效改善了疗效。附图说明图1是本专利技术所描述的多功能微泡造影剂的结构图，其中1代表双亲性药物共轭体，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能微泡，其特征在于该微泡的壳层是由脂质单分子层构成，其组成同时包括：用于光动力治疗的含有光敏剂功能基团的脂质、用于化疗的双亲性药物共轭体及各类常规磷脂，微泡内包载惰性气体或液体，含有光敏剂功能基团的脂质、化疗用双亲性药物共轭体可以和常规磷脂在水溶液中共同自组装形成微泡。
【技术特征摘要】
1.一种用于集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能微泡，其特征在于该微泡的壳层是由脂质单分子层构成，其组成同时包括：用于光动力治疗的含有光敏剂功能基团的脂质、用于化疗的双亲性药物共轭体及各类常规磷脂，微泡内包载惰性气体或液体，含有光敏剂功能基团的脂质、化疗用双亲性药物共轭体可以和常规磷脂在水溶液中共同自组装形成微泡。2.根据权利要求1所述的一种集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能微泡，其特征在于该微泡可在超声作用下转变为纳米粒子，所述纳米粒子的粒径范围为20nm-700nm。3.根据权利要求1所述的一种集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能微泡，其特征在于药物分子通过季戊四醇共价连接在一起得到双亲性药物共轭体，其结构一般如下：其中，A代表各种疏水性化疗药物分子，B代表各种亲水性化疗药物分子，X和Y代表各种连接基团，X和Y可以相同，也可以不同；a＝2或3；b＝2或3，a和b可以相同，也可以不同。所述的双亲性药物共轭体在水溶液中能自组装形成脂质双层膜结构。4.根据权利要求1所述的一种集超声/荧光双模态成像及光动力治疗/化疗于一体的多功能微泡，其特征在于光敏功能基团共价连接到脂质上，其结构一般如下：其中R1，R2＝C6～18烷基；a，b＝2或3；X＝N或O，即光敏剂和脂质的连接方式是酯键或酰胺键；所述的含光敏功能基团的脂质在水溶液中能自组装形成脂质体。5.根据权利要求4所述的光敏功能基团包括血卟啉、原卟啉、四苯基卟啉、焦脱镁叶绿酸(pyropheophorbide)、细菌叶绿素、叶绿素a、苯并卟啉衍生物、四氢苯基二氢卟吩、苯并二氢卟吩、萘并二氢卟吩、酞菁或萘酞菁等。6.根据权利要求1所述的一种集超声/荧光双模态成像及光...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴志飞，陈敏，梁晓龙，岳秀丽，
申请(专利权)人：北京大学，哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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